一种变电站母线接头放电发热故障监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种变电站母线接头放电发热故障监测系统，属于电力系统线路监测技术领域，包括设置在变电站母线接头节点处的探测器，与探测器连接的通信终端，以及通过通信终端连接探测器的远程终端；探测器用于探测母线接头节点的放电过热数据，通信终端用于实现母线接头放电过热数据处理，数据分析及无线通信功能，远程终端通过分析计算获取的信号参数，将获取的参数和变电站母线接头理化性质参数的实际值和初始值作为训练样本，利用IGWO

【技术实现步骤摘要】
一种变电站母线接头放电发热故障监测系统


[0001]本专利技术属于电力系统线路监测
，涉及一种变电站母线接头放电发热故障监测系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国经济持续快速增长，生活用电以及企业用电需求越来越大，对电网供电安全性和可靠性的高要求也不容忽视。而变电站母线作为传输电能的关键方式之一，它的安全与否对沿线的企事业单位和居民用户的供电起着极其重要的作用。然而，在母线接头设计、生产、安装维护和运行环境等多种因素的影响下，由母线接头放电过热故障带来的停电事故呈现高发状态，是电网安全运行的重要隐患之一。传统的定期人工巡视方式存在着手段单一，无法直接观察等诸多问题，达不到及时防护和现场制止的作用，对由于母线接头放电过热故障而引起的火灾或运行过程中的不安全隐患较难及时发现。而母线接头节点故障定位系统的出现为各类母线故障工作提供了新的先进技术手段，但也暴露出准确性不够、功能性不强、稳定性不足等问题。因此，研究开发一套高效、稳定的检测母线接头节点放电发热故障的在线监测装置及系统对电网的安全运行有着极其重要的作用。
[0003]目前，中国专利CN205265365U公开了一种基于WSN的母线接头故障实时监控装置。CN102830305A公开了一种GIS母线接头过热性故障模拟方法。CN102798783A公开了一种气体绝缘开关设备母线接头过热故障诊断方法。现有技术方案对母线接头过热故障都有一定程度的研究。但现有技术方案对变电站母线接头节点的过热故障针对性不高，导致目前母线接头的过热隐患检测以及故障定位不精确，误报率较高，且损耗较大。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种能够降低误报率且损耗较低的，针对变电站母线接头放电引起的过热故障的监测系统。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种变电站母线接头放电发热故障监测系统，包括设置在变电站母线接头节点处的探测器，与所述探测器连接的通信终端，以及通过通信终端无线连接探测器的远程终端；
[0007]所述探测器用于探测母线接头节点的放电过热数据，所述通信终端用于实现母线接头放电过热数据处理，数据分析及无线通信功能，所述远程终端用于通过分析计算获取的信号参数，并将获取的参数和变电站母线接头理化性质参数的实际值和初始值作为训练样本，利用IGWO
‑
RBFN算法对样本进行训练，降低数据集的维数，同时保持数据集的功能，并建立变电站母线接头理化性能参数的IGWO
‑
RBFN检测模型；最后利用检测模型对每次检测获取的数据进行分析，实现故障定位、远程监控并发出指令。
[0008]进一步，所述探测器包括高灵敏度紫外线探头和红外温湿度传感器，所述高灵敏度紫外线探头用于探测母线接头节点放电所产生的紫外线，所述红外温湿度传感器用于检测母线接头节点处的温度。
[0009]进一步，还包括太阳能电池板和蓄电池，均用于为所述探测器和通信终端供电，所述太阳能电池板还用于给蓄电池充电。
[0010]进一步，所述通信终端包括处理器、温度显示电路、GSM/GPRS远程通信模块和Lora无线射频通信模块；所述探测器采集的模拟信号，经过处理器内嵌的ADC进行A/D转换后得到实时数据，再经处理器处理后通过温度显示电路进行实时显示；所述GSM/GPRS远程通信模块、Lora无线射频通信模块用于完成与探测器双向射频通信，完成信息的交互，包括对探测器的参数配置、控制及接收探测器的故障信息；与远程终端通过GSM/GPRS远程通信，包括接收远程终端的命令、控制及向上主动上报指示器与终端的各种运行信息和检测到的信息。
[0011]进一步，所述IGWO
‑
RBFN算法为：
[0012]灰狼算法按照适应度将整个狼群划分为四个级别，适应度前3个分别α为最优解、β和δ分别为第二优解和第三优解，ω狼作为候选解，灰狼在捕食过程中，要接近猎物并对猎物进行包围，与之相对应，在IGWO算法中要确定灰狼个体与猎物之间的距离并更新灰狼的位置
[0013]D＝|C
·
X
P
(t)
‑
X(t)|
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0014]X(t+1)＝X
P
(t)
‑
A
·
D
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0015]A＝2ar1‑
a
ꢀꢀ
(3)
[0016]C＝2r2ꢀꢀꢀ
(4)
[0017][0018][0019]式中：t为当前迭代次数；X
P
为猎物的位置向量；X(t+1)为灰狼更新后的位置；A和C为协同系数向量，r1,r2为[0，1]内的随机数；a为收敛因子，a随着迭代次数增加从2线性递减到0；t为当前迭代次数；t
max
为最大迭代次数；由(5)可知参数A由a决定，a由2线性递减到0，在实际的算法迭代过程中，迭代初期搜索空间大，需要全局搜索，应减缓a递减速度，迭代后期应加快a递减速度，从而改善局部寻优，加快收敛速度。因此采用余弦变化规律的收敛因子(6)更新公式(5)；
[0020]在捕食过程中，最优狼α带领β、δ对猎物进行追捕，狼群中个体追捕猎物方位的数学表达如下，由式(7)计算出狼群中个体与α、β、δ的距离，然后由式(8)计算出个体向猎物移动的方向，得到灰狼个体ω更新后的位置；
[0021][0022]X
ω
(t+1)＝[X
α
(t+1)+X
β
(t+1)+X
δ
(t+1)]/3
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0023]式中：D
α
、D
β
、D
δ
分别为灰狼个体α、β、δ与猎物之间的距离；C1、C2、C3分别为对应的摆动因子；X
α
(t)、X
β
(t)、X
δ
(t)分别为灰狼个体α、β、δ的当前位置；X
α
(t+1)、X
β
(t+1)、X
δ
(t+1)分
别为灰狼个体α、β、δ更新后的位置；A1、A2、A3分别为对应的系数；X
ω
(t)和X
ω
(t+1)分别为灰狼ω的当前位置和更新后位置；当|A|>1时，灰狼之间尽量分散在各区域并搜寻猎物；当|A|<1时，灰狼将集中搜索某个或某些区域的猎物；
[0024]径向基函数神经网络RBFN是一种前馈式3层神经网络，输入层节点传递信号到隐含层，隐含层节点含有M个径向神经单元，由辐射状作用函数构成，将低维非线性可分的输入映射到高维线性可分的空间，在多维空间中寻找输入训练数据的最佳拟合点，输出节点简单的线性函数；
[0025]假设t为训练样本，S是属性向量，问题的一般形式设定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站母线接头放电发热故障监测系统，其特征在于：包括设置在变电站母线接头节点处的探测器，与所述探测器连接的通信终端，以及通过通信终端无线连接探测器的远程终端；所述探测器用于探测母线接头节点的放电过热数据，所述通信终端用于实现母线接头放电过热数据处理，数据分析及无线通信功能，所述远程终端用于通过分析计算获取的信号参数，并将获取的参数和变电站母线接头理化性质参数的实际值和初始值作为训练样本，利用IGWO
‑
RBFN算法对样本进行训练，降低数据集的维数，同时保持数据集的功能，并建立变电站母线接头理化性能参数的IGWO
‑
RBFN检测模型；最后利用检测模型对每次检测获取的数据进行分析，实现故障定位、远程监控并发出指令。2.根据权利要求1所述的变电站母线接头放电发热故障监测系统，其特征在于：所述探测器包括高灵敏度紫外线探头和红外温湿度传感器，所述高灵敏度紫外线探头用于探测母线接头节点放电所产生的紫外线，所述红外温湿度传感器用于检测母线接头节点处的温度。3.根据权利要求1所述的变电站母线接头放电发热故障监测系统，其特征在于：还包括太阳能电池板和蓄电池，均用于为所述探测器和通信终端供电，所述太阳能电池板还用于给蓄电池充电。4.根据权利要求1所述的变电站母线接头放电发热故障监测系统，其特征在于：所述通信终端包括处理器、温度显示电路、GSM/GPRS远程通信模块和Lora无线射频通信模块；所述探测器采集的模拟信号，经过处理器内嵌的ADC进行A/D转换后得到实时数据，再经处理器处理后通过温度显示电路进行实时显示；所述GSM/GPRS远程通信模块、Lora无线射频通信模块用于完成与探测器双向射频通信，完成信息的交互，包括对探测器的参数配置、控制及接收探测器的故障信息；与远程终端通过GSM/GPRS远程通信，包括接收远程终端的命令、控制及向上主动上报指示器与终端的各种运行信息和检测到的信息。5.根据权利要求1所述的变电站母线接头放电发热故障监测系统，其特征在于：所述IGWO
‑
RBFN算法为：灰狼算法按照适应度将整个狼群划分为四个级别，适应度前3个分别α为最优解、β和δ分别为第二优解和第三优解，ω狼作为候选解，灰狼在捕食过程中，要接近猎物并对猎物进行包围，与之相对应，在IGWO算法中要确定灰狼个体与猎物之间的距离并更新灰狼的位置D＝|C
·
X
P
(t)
‑
X(t)|
ꢀꢀꢀꢀ
(1)X(t+1)＝X
P
(t)
‑
A
·
D
ꢀꢀꢀ
(2)A＝2ar1‑
a (3)C＝2r2ꢀꢀ
(4)(4)式中：t为当前迭代次数；X
P
为猎物的位置向量；X(t+1)为灰狼更新后的位置；A和C为协同系数向量，r1，r2为[0，1]内的随机数；a为收敛因子，a随着迭代次数增加从2线性递减到0；
t为当前迭代次数；t
max
为最大迭代次数；由(5)可知参数A由a决定，a由2线性递减到0，采用余弦变化规律的收敛因子(6)更新公式(5)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成学，胡晋华，刘瑜，李然，周渠，廖一铭，孔飞飞，高杰玲，谭萍萍，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司合川供电分公司西南大学，
类型：发明
国别省市：